Rất nhiều điều kỳ thú xảy ra trong không gian, kết quả là những ngôi sao mới xuất hiện, những ngôi sao cũ biến mất và các lỗ đen hình thành. Một trong những hiện tượng kỳ vĩ và bí ẩn là sự sụp đổ hấp dẫn kết thúc quá trình tiến hóa của các ngôi sao.
Sự tiến hóa của các ngôi sao là một chu kỳ thay đổi mà một ngôi sao phải trải qua trong quá trình tồn tại của nó (hàng triệu hoặc hàng tỷ năm). Khi hydro trong nó kết thúc và biến thành heli, một lõi heli được hình thành, và bản thân vật thể không gian bắt đầu biến thành một ngôi sao khổng lồ đỏ - một ngôi sao thuộc các lớp quang phổ muộn, có độ phát sáng cao. Khối lượng của chúng có thể gấp 70 lần khối lượng của Mặt trời. Những siêu khổng lồ rất sáng được gọi là siêu khổng lồ. Ngoài độ sáng cao, chúng còn được phân biệt bằng thời gian tồn tại ngắn.
Tinh_hóa của sự sụp đổ
Hiện tượng này được coi là điểm cuối của quá trình tiến hóa của những ngôi sao có trọng lượng lớn hơn ba lần khối lượng Mặt Trời (trọng lượng của Mặt Trời). Giá trị này được sử dụng trong thiên văn học và vật lý học để xác định trọng lượng của các thiên thể không gian khác. Sự sụp đổ xảy ra khi lực hấp dẫn khiến các thiên thể vũ trụ khổng lồ có khối lượng lớn sụp đổ rất nhanh.
Những ngôi sao nặng hơn ba lần khối lượng Mặt trời cóđủ nguyên liệu cho phản ứng nhiệt hạch lâu dài. Khi chất kết thúc, phản ứng nhiệt hạch cũng dừng lại, và các ngôi sao không còn bền cơ học. Điều này dẫn đến thực tế là chúng bắt đầu co lại về phía trung tâm với tốc độ siêu thanh.
Sao neutron
Khi các ngôi sao hợp đồng, nó sẽ gây ra áp lực nội bộ. Nếu nó phát triển đủ mạnh để ngăn chặn sự co lại của lực hấp dẫn, thì một ngôi sao neutron sẽ xuất hiện.
Một cơ thể vũ trụ như vậy có cấu trúc đơn giản. Một ngôi sao bao gồm một lõi, được bao phủ bởi một lớp vỏ, và đến lượt nó, nó được hình thành từ các electron và hạt nhân nguyên tử. Dày khoảng 1 km, nó tương đối mỏng so với các vật thể khác được tìm thấy trong không gian.
Trọng lượng của sao neutron bằng trọng lượng của Mặt trời. Sự khác biệt giữa chúng là bán kính của chúng nhỏ - không quá 20 km. Bên trong chúng, các hạt nhân nguyên tử tương tác với nhau, do đó tạo thành vật chất hạt nhân. Chính áp suất từ phía của nó không cho phép sao neutron co lại thêm nữa. Loại sao này có tốc độ quay rất cao. Chúng có khả năng tạo ra hàng trăm vòng quay trong một giây. Quá trình sinh ra bắt đầu từ một vụ nổ siêu tân tinh, xảy ra trong quá trình sụp đổ hấp dẫn của một ngôi sao.
Siêu tân tinh
Vụ nổ siêu tân tinh là hiện tượng thay đổi rõ rệt độ sáng của một ngôi sao. Sau đó, ngôi sao bắt đầu từ từ và tắt dần. Như vậy kết thúc giai đoạn cuối cùng của lực hấp dẫnsụp đổ. Toàn bộ trận đại hồng thủy đi kèm với việc giải phóng một lượng lớn năng lượng.
Cần lưu ý rằng cư dân trên Trái đất chỉ có thể nhìn thấy hiện tượng này sau khi thực tế. Ánh sáng đến hành tinh của chúng ta rất lâu sau khi sự bùng nổ xảy ra. Điều này gây ra khó khăn trong việc xác định bản chất của siêu tân tinh.
Neutron làm mát sao
Sau khi kết thúc quá trình co hấp dẫn hình thành sao neutron, nhiệt độ của nó rất cao (cao hơn nhiều so với nhiệt độ của Mặt trời). Ngôi sao đang nguội đi do làm mát bằng neutrino.
Trong vòng vài phút, nhiệt độ của chúng có thể giảm 100 lần. Trong một trăm năm tới - 10 lần nữa. Sau khi độ sáng của một ngôi sao giảm, quá trình nguội đi của nó sẽ chậm lại đáng kể.
Giới hạn Oppenheimer-Volkov
Một mặt, chỉ số này hiển thị trọng lượng tối đa có thể có của một ngôi sao neutron, tại đó trọng lực được bù bằng khí neutron. Điều này ngăn chặn sự sụp đổ trọng trường kết thúc trong một lỗ đen. Mặt khác, cái gọi là giới hạn Oppenheimer-Volkov cũng là giới hạn dưới của trọng lượng của một lỗ đen được hình thành trong quá trình tiến hóa của sao.
Do một số điểm không chính xác, rất khó xác định giá trị chính xác của thông số này. Tuy nhiên, nó được cho là nằm trong khoảng từ 2,5 đến 3 lần khối lượng Mặt trời. Hiện tại, các nhà khoa học khẳng định rằng ngôi sao neutron nặng nhấtlà J0348 + 0432. Trọng lượng của nó lớn hơn hai lần khối lượng mặt trời. Trọng lượng của lỗ đen nhẹ nhất bằng 5-10 lần khối lượng Mặt trời. Các nhà vật lý thiên văn tuyên bố rằng những dữ liệu này chỉ mang tính thử nghiệm và chỉ quan tâm đến các sao neutron và lỗ đen hiện đã biết và cho thấy khả năng tồn tại của những cái có khối lượng lớn hơn.
Hố đen
Lỗ đen là một trong những hiện tượng kỳ thú nhất có thể được tìm thấy trong không gian. Đó là một vùng không-thời gian nơi mà lực hấp dẫn không cho phép bất kỳ vật thể nào thoát ra khỏi nó. Ngay cả những vật thể có thể di chuyển với tốc độ ánh sáng (bao gồm cả bản thân lượng tử ánh sáng) cũng không có khả năng rời khỏi nó. Cho đến năm 1967, các lỗ đen được gọi là "các ngôi sao đóng băng", "các ngôi sao đóng băng" và "các ngôi sao sụp đổ".
Một lỗ đen có một điều ngược lại. Nó được gọi là lỗ trắng. Như bạn đã biết, không thể thoát ra khỏi hố đen. Còn lòng trắng thì không thấm vào đâu được.
Ngoài sự sụp đổ do hấp dẫn, sự sụp đổ ở trung tâm của thiên hà hoặc mắt thiên hà có thể là lý do hình thành lỗ đen. Cũng có giả thuyết cho rằng lỗ đen xuất hiện là kết quả của Vụ nổ lớn, giống như hành tinh của chúng ta. Các nhà khoa học gọi chúng là chính.
Có một lỗ đen trong Thiên hà của chúng ta, theo các nhà vật lý thiên văn, được hình thành do sự sụp đổ hấp dẫn của các vật thể siêu khối lượng. Các nhà khoa học khẳng định rằng những lỗ như vậy tạo thành lõi của nhiều thiên hà.
Các nhà thiên văn học ở Hoa Kỳ cho rằng kích thước của các lỗ đen lớn có thể bị đánh giá thấp hơn đáng kể. Giả thiết của họ dựa trên thực tế là để các ngôi sao đạt được tốc độ mà chúng di chuyển qua thiên hà M87, nằm cách hành tinh của chúng ta 50 triệu năm ánh sáng, thì khối lượng của lỗ đen ở trung tâm của thiên hà M87 phải là ít nhất 6,5 tỷ khối lượng mặt trời. Hiện tại, người ta thường chấp nhận rằng trọng lượng của lỗ đen lớn nhất là 3 tỷ lần khối lượng Mặt Trời, tức là nhiều hơn một nửa.
Tổng hợp hố đen
Có giả thuyết cho rằng những vật thể này có thể xuất hiện là kết quả của phản ứng hạt nhân. Các nhà khoa học đã đặt cho chúng cái tên là quà tặng lượng tử đen. Đường kính nhỏ nhất của chúng là 10-18m và khối lượng nhỏ nhất là 10-5 g.
Máy Va chạm Hadron Lớn được chế tạo để tổng hợp các lỗ đen cực nhỏ. Người ta cho rằng với sự trợ giúp của nó, không chỉ có thể tổng hợp một lỗ đen mà còn có thể mô phỏng vụ nổ Big Bang, từ đó có thể tái tạo quá trình hình thành của nhiều vật thể không gian, bao gồm cả hành tinh Trái đất. Tuy nhiên, thí nghiệm đã thất bại vì không có đủ năng lượng để tạo ra các lỗ đen.
